JP4564133B2

JP4564133B2 - 成形機用洗浄剤及び成形機の洗浄方法

Info

Publication number: JP4564133B2
Application number: JP2000168394A
Authority: JP
Inventors: 幹彦伊藤; 一行浜田
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2020-06-06
Also published as: JP2001348600A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂（以下単に「樹脂」という）用成形機による所定作業終了時に、当該成形機内に残留する樹脂そのもの及び成形材料中に含まれる染顔料等の添加物を除去するための洗浄剤及びこの洗浄剤を用いた成形機の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、樹脂の着色、混合、成形等を目的に成形機（押出・射出）が用いられているが、所定の作業終了時に、当該樹脂そのものや成形材料中に含まれている染顔料等の添加剤が成形機内に残留する。この残留物は、次に行われる異種樹脂又は異色樹脂による成形時に成形品中に混入し、製品外観不良の原因となる。
【０００３】
従来、上記残留物を成形機内から除去するため、人手により成形機の分解掃除をする方法、成形機を停止せずにそのまま次に使用する成形材料を成形機に充填し、これにより残留物を少しづつ置換して行く方法の他に洗浄剤を用いる方法が実施されている。
【０００４】
洗浄剤を用いる場合、洗浄剤で洗浄した後、次の成形に入る前に、通常、次の成形材料によって、残留する洗浄剤の置換作業を行う。従って、洗浄剤には、前の成形で使用した成形材料に対する高い洗浄力と、次の成形に使用する成形材料による易置換性とが要求される。
【０００５】
本発明者等は既に、洗浄力・易置換性ともに優れる洗浄剤として、スチレン系樹脂と特定のグラフト重合体よりなる洗浄剤を提案しており、更に該洗浄剤にガラス繊維又はガラス粒を含有させることにより洗浄力を向上できることを提案している（特開平５−４２５４７号）。
【０００６】
しかしながら、洗浄剤にガラス繊維又はガラス粒を含有させた場合、ガラス繊維又はガラス粒が洗浄に際し成形機内部を傷つける、成形機のフィルター部分に詰まる、あるいは皮膚への刺激等作業環境に著しく悪影響があるという問題があった。
【０００７】
かかる問題点を解決する洗浄剤として、本発明者等は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して熱可塑性超高分子を２〜５０重混合させた洗浄剤を提案している（特開平８−１５５９６９号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの洗浄剤も、ベースとなる樹脂として、分子量が２０万〜３０万程度の熱可塑性樹脂を使用しているため、３６０℃以上の高温では液状化してしまい、洗浄力を発揮出来ないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来未解決の課題に着目してなされたもので、３６０℃以上の高温でも液状化することなく、特に成形温度の高い、いわゆるスーパーエンプラを用いた成形機においても十分な洗浄力を発揮し、しかもガラス繊維又はガラス粒を使用せずとも、これらを使用した場合と同等以上の洗浄力及び易置換性を得ることができる洗浄剤とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明において講じられた手段を説明すると、本発明の成形機用洗浄剤では分子量が１００万〜１，０００万である熱可塑性超高分子体とウォラストナイトを含有する成形機用洗浄剤であって、ウォラストナイトの含有量が、熱可塑性超高分子体１００重量部に対して５〜１００重量部であり、ウォラストナイトの平均繊維長が１０００μｍ以下、平均繊維径が５〜２０μｍである、という手段を講じているものである。
また、本発明の成形機の洗浄方法では、上記本発明の成形機用洗浄剤を成形機に投入し、３６０℃以上で成形機を洗浄する、という手段を講じているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる熱可塑性超高分子体ととしては、一般の射出成形や押出成形等に用いられる樹脂を広く用いることができ、同時に２種以上の樹脂を使用することもできる。その具体例としては、例えば、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリエチレン等のエチレン系樹脂、ポリプロピレン等のプロピレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のメチルメタクリレート系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、ポリブテン等を挙げられる。これらのうちでもポリエチレンが熱分解温度が高いので好ましい。
【００１２】
熱可塑性超高分子体の分子量は１００万〜１，０００万が好ましく、より好ましくは４００万〜１，０００万である。分子量が１００万未満では、高温度域の成形条件、例えば成形温度３６０〜４００℃で液状化が起こり、充分な洗浄効果が得にくくなる。分子量１，０００万以上では、高温度域の成形条件、例えば成形温度３６０〜４００℃で粘度が高すぎて使用しにくい傾向にある。
【００１３】
本発明で用いられるウォラストナイトとしては特に限定されないが、平均繊維長が１０００μｍ以下、平均繊維径が５〜２０μｍのものが、洗浄効果に優れ、しかも成形機内の摩耗、フィルター部の目詰まりが発生せず、好ましい。また、例えばシラン処理等の表面処理を施したものも使用できる。
【００１４】
ウォラストナイトの含有量は、洗浄効果を十分に発揮するために、熱可塑性超高分子体１００重量部に対して５〜１００重量部が好ましく、１０〜７０重量部がより好ましい。５重量部未満では、十分な洗浄力及び易置換性を発揮しにくい傾向にあり、１００重量部を超えると、高温での洗浄力が低下する傾向にある。
【００１５】
本発明の洗浄剤は、必要に応じて、分子量１５万以上１００万未満、好ましくは３０万を越えて１００万未満の熱可塑性高分子体を含有させても良い。熱可塑性高分子体としては、一般の射出成形や押出成形等に用いられる樹脂を広く用いることができ、同時に２種以上の樹脂を使用することもできる。その具体例としては、例えば、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリエチレン等のエチレン系樹脂、ポリプロピレン等のプロピレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のメチルメタクリレート系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、ポリブテン等を挙げられる。
【００１６】
これらのうちでも、熱可塑性超高分子体がポリエチレンである場合には、相溶性の観点からポリエチレンを用いるのが好ましい。
【００１７】
熱可塑性高分子体の含有比は、特に限定されないが、熱可塑性超高分子体１００重量部に対して２００重量部以下である。熱可塑性高分子体が２００重量部を越えると、高温で液状化する傾向にある。
【００１８】
本洗浄剤は、熱可塑性超高分子体とウォラストナイト、必要であれば熱可塑性高分子体を押出機等で溶融混練混合してペレット状にしたものが、より高い洗浄効果が得やすい点から好ましい。
【００１９】
更に、フィードゾーンのスクリュー溝の深さに対して直径（長径と短径の平均値）が４０〜１００％、好ましくは６０〜１００％、長さが４０〜１００％、好ましくは６０〜１００％であるペレットを含有することにより、フィードゾーンにおける優れた洗浄力及び易置換性を得ることができ、特に大型成形機、具体的にはスクリュー直径が７０ｍｍ以上、フィードゾーンのスクリュー溝深さが１０ｍｍ以上の大型成形機に好適に使用でき、好ましい。
【００２０】
ペレットの直径が４０％未満または長さが４０％未満では、充分な洗浄力及び易置換性を得ることができにくい傾向にあり、ペレットの直径が１００％を越えるまたは長さが１００％を越える場合には、スクリューへの噛み込み不足が発生する傾向があり、シリンダー内部を傷つけるおそれがある。
【００２１】
上記大きさのペレットの含有量は、５０重量％〜１００重量％であることが好ましく、より好ましくは７０重量％〜１００重量％である。５０重量％未満では充分な洗浄力及び易置換性を得ることができにくい傾向があり好ましくない。
【００２２】
本洗浄剤は、滑剤として、アルカリ金属塩、特にステアリン酸マグネシウム等のステアリン酸金属塩を添加して使用することが好ましい。このアルカリ金属塩を添加すると、洗浄剤を一層残留しにくくでき、また残留しても除去しやすくなる。アルカリ金属塩の添加量は、洗浄剤を構成する樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。
【００２３】
上記アルカリ金属塩は、あらかじめ本洗浄剤を構成する樹脂に添加混合しておいたり、本洗浄剤の使用時に別途添加してもよいが、洗浄剤を構成する樹脂に練り込んでおくと、その添加効果が大きいので好ましい。
【００２４】
洗浄剤は、発泡剤を添加して使用すると洗浄効果が向上するので好ましい。この発泡剤としては、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機発泡剤であっても、例えばアゾジカルボナミド、アゾビスイソブチロニトリル等の有機発泡剤でもよい。発泡剤の添加量は、本洗浄剤１００重量部に対して０．１〜４重量部が好ましく、特に前記アルカリ金属塩と併せて添加することが好ましい。
【００２５】
発泡剤は、あらかじめ洗浄剤を構成する樹脂に練り込んでおいたり、本洗浄剤の使用時に別途添加してもよいが、洗浄剤を構成する樹脂にに練り込んでおくと、その添加効果が大きいので好ましい。
【００２６】
また、本洗浄剤には、水分を含有させておくことが好ましい。この水分は、成形機内で蒸気となり、残留物の引き剥しに有効に作用する。
【００２７】
水分を含有させる場合、例えば本洗浄剤を構成する樹脂の吸湿性を利用して吸着させたり、本洗浄剤を構成する樹脂を多孔質として内部に水を封じ込めることで、洗浄剤の投入時に水が外部に離脱しないようにしておくことが好ましい。例えば本洗浄剤の周囲に水をまぶして付着させただけの場合、本洗浄剤の成形機への投入時に、成形機のホッパーやホッパー直下に離脱した水が付着したり溜ってしまい、このままでは次に投入される成形材料を濡らして次の成形に悪影響を及ぼすので、これを乾燥除去又はふき取ることが必要となる。
【００２８】
含有させる水分量は、本洗浄剤１００重量部に対して０．２〜１０重量部が好ましい。水分量が０．２重量部未満では水分を含有させた効果が十分得にくく、１０重量部を越えると洗浄操作が機械的に困難となる。
【００２９】
本洗浄剤は、これを成形機に投入して、成形機をほぼ通常通り作動させることで洗浄効果を奏するもので、射出成形機、押出成形機に対して特に有益であるが、これらと同様に樹脂を加熱溶融させて混練するシリンダー部を有する装置であれば広く適用することができる。
【００３０】
本洗浄剤をベント付成形機に使用する場合は、使用する本洗浄剤の一部をベント口からも添加すると好ましい結果が得られる。
【００３１】
本洗浄剤を用いる場合の成形機の運転条件は、シリンダーの内圧が上昇するような条件に設定すると、効果がより顕著になるので好ましい。即ち、シリンダー温度を吐出可能な範囲で下げる、背圧を掛ける、高速で射出させる、等の操作を行うことが好ましい。
【００３２】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例によって説明する。
【００３３】
実施例及び比較例における使用成形機は、インラインスクリュー型の射出成形機（型締力１２５トン・容量１０オンス）であり、成形温度は、各実施例及び比較例毎に表１に示した。
【００３４】
尚、超高分子ポリエチレン（ＰＥ）の分子量は、超高分子ＰＥのヒドロキシナフタレン溶液（０．００１ｇ／ｍｌ）を作成し、１３５℃の温度条件下でウベローデ粘度管を用いて測定した粘度から、マーゴリースの等式により求めた。
【００３５】
（実施例１）
ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）の黒色着色成形材料を成形機内に充填後、射出操作によりに排出して成形機内を空にした。
【００３６】
次に、分子量４５０万の超高分子ポリエチレン（ＰＥ）１００重量部と、平均繊維長４００μｍ、アスペクト比（平均繊維長と平均繊維径の比）２０のウォラストナイト１５重量部とを混練混合した本発明の洗浄剤を成形機に投入して１回目の射出操作（洗浄射出操作）を行い、ＰＥＩ樹脂黒色着色品の影響がなくなるまでに要した洗浄剤の重量と所要時間を測定した。
【００３７】
また、洗浄剤の排出後に一般成形用のポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）の無色成形材料で２回目の射出操作（置換射出操作）を行って、残留物の影響（黒色の汚班）が無いことが確認されるまでの時間と使用したＰＰＳの無色成形材料の量を測定した。
【００３８】
その結果を表１に示す。
【００３９】
（比較例１）
本発明の洗浄剤に代えて、分子量１８万の高分子ＰＥ１００重量部と、実施例１と同じウォラストナイト１５重量部とを混練混合したものを成形機に投入した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４０】
（実施例２）
ウォラストナイトを３０重量部とした以外は、実施例１と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４１】
（比較例２）
ウォラストナイトを含有させない以外は、実施例２と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４２】
（実施例３）
超高分子ＰＥの分子量を９００万とした以外は、実施例１と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４３】
（比較例３）
洗浄剤による洗浄射出操作を行わない以外は、実施例３と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４４】
（実施例４）
洗浄対象をポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）の黒色着色成形材料とし、実施例１と同じ超高分子ＰＥ１００重量部と、実施例１と同じウォラストナイト３０重量部と、比較例１と同じ高分子ポリエチレン１００重量部を混練混合した洗浄剤を成形機に投入し、洗浄剤の排出後に一般成形用のスチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体（ＡＢＳ）の無色成形材料で２回目の射出操作を行った以外は、実施例１と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例４）
本発明の洗浄剤に代えて、比較例１と同じ高分子ＰＥ１００重量部と、実施例１と同じウォラストナイト１５重量部とを混練混合したものを成形機に投入した以外は、実施例４と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４６】
（実施例５）
超高分子ＰＥの分子量を２００万とした以外は、実施例１と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４７】
（実施例６）
ウォラストナイトを７０重量部とした以外は、実施例１と同様にして測定を行った。その結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】

【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通りのものであり、３６０℃以上の高温でも液状化することないため、成形温度の高い、いわゆるスーパーエンプラを用いた成形機においても十分な洗浄力を発揮することができる。しかも、ガラス繊維又はガラス粒を混入する必要がないため、洗浄時に成形機内部を傷つけることなく、成形機のフィルター部分の目詰まりを起こさず、しかも作業環境に悪影響を及ぼすことがない。

Claims

分子量が１００万〜１，０００万である熱可塑性超高分子体とウォラストナイトを含有する成形機用洗浄剤であって、ウォラストナイトの含有量が、熱可塑性超高分子体１００重量部に対して５〜１００重量部であり、ウォラストナイトの平均繊維長が１０００μｍ以下、平均繊維径が５〜２０μｍであることを特徴とする成形機用洗浄剤。
ウォラストナイトの含有量が、熱可塑性超高分子体１００重量部に対して１０〜７０重量部であることを特徴とする請求項１に記載の成形機用洗浄剤。
請求項１または２に記載の成形機用洗浄剤を成形機に投入し、３６０℃以上で成形機を洗浄することを特徴とする成形機の洗浄方法。